运行医学成像系统的方法和用于这样的系统的操作装置的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于运行医学成像系统，特别是磁共振断层成像系统的方法，具有以下步骤：基于一个或多个采集序列，选择(5)用于产生图像信息的边界条件；通过成像系统，依据所选择的边界条件，自动地预先选择(6)用于至少一个采集序列的多个参数组；分别对于预先选择的参数组，可视地显示(7)采集序列的或与采集序列对应的图像信息的至少一个特性(3，3′，3″)；在考虑所示的特性(3，3′，3″)的条件下，选择(8)参数组，以便简化医学成像系统的运行。
【专利说明】
运行医学成像系统的方法和用于这样的系统的操作装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种用于运行医学成像系统，特别是磁共振断层成像系统的方法。本 发明还涉及一种用于这样的系统的操作装置和一种医学成像系统，特别是磁共振断层成像 系统。
【背景技术】
[0002] 医学成像系统或设备、特别是磁共振断层成像系统或设备，目前被高程度地自动 化。由此例如可以将标准参数组自动地载入设备并激活、自动地探测患者解剖结构、自动地 构造用于成像的截面几何特征等。但是在正常情况下必须或应当还通过操作人员来匹配对 于一个或多个相应的采集序列的事先完成的参数组。这基于放射科医生的不同的或变化的 要求，例如选择对于单独的患者的特殊检查协议或诊断问题的特殊细节。例如可以由检查 协议得知，是髋部检查还是心脏检查还是脑部检查以及分别期望哪些截面视图。附加地，参 数组还必须与各个患者的解剖情况，例如与体重或身高相匹配。
[0003] 正是在新兴国家或发展中国家中缺少受培训的操作人员和有经验的放射科医生。 但是基于在那里通常的高的吞吐率，就是在那里缩短系统的扫描时间，也就是导致图像或 图像信息的采集序列的持续时间，是重要的。但是特别是在短的扫描时间的情况下差地选 择的参数组快速地导致不利的采集序列和由此通常不可用的图像信息。这使得特别是在较 复杂的解剖结构的情况下需要，以优化地改变的参数组，时间成本高地重复检查。
[0004] US 7570051 B2公开了一种用于改善磁共振断层成像的图像的对比度的方法，其 中组合不同的采集序列的结果。
[0005] US 8064671 B2公开了一种成像系统，其中采用非线性对比度滤波器。使用其能够 改善对比度的显示。
【发明内容】
[0006] 本发明要解决的技术问题是，简化医学成像系统的运行。
[0007] 本发明涉及一种用于运行医学成像系统、特别是磁共振断层成像系统的方法。该 方法具有一系列步骤。首先，基于一个或多个采集序列，选择用于产生图像信息的边界条 件。边界条件例如可以是检查协议。以检查协议形式的边界条件例如表示利用T1矢状的和 质子密度(PD)_脂肪饱和的冠状的采集序列的髋部检查。通过边界条件可以将其子集在方 法的后续流程中不再改变或不能再被改变的参数设置为标准值。通过边界条件也可以将其 子集在方法的后续流程中改变或能被改变的参数设置为标准值。由此，该在方法的流程中 可改变的参数属于在下一段落中提到的参数组。边界条件的选择可以通过操作人员进行或 也可以通过成像系统进行，例如通过访问其中存储了待执行的治疗与相关检查协议的医院 数据库。
[0008] 下一个步骤是，通过成像系统，依据所选择的边界条件，自动地预先选择用于至少 一个采集序列的一个参数组或多个参数组。参数组在此可以包括成像系统或设备的一个或 多个技术参数，其可以针对设备被设置。下一个步骤是，可视地显示采集序列的至少一个特 性或与采集序列对应的图像信息的特性，并且确切地说分别对于一个预先选择的参数组或 多个预先选择的参数组。由此可以对于所有预先选择的参数组，优选同时地，可视地显示一 个相同的特性或多个相同的特性。特性在此可以代表采集序列或图像信息的期望的方面或 期望的目标。在方法的下一个步骤中在考虑所示的特性的条件下进行预先选择的参数组或 预先选择的参数组中的一个的选择。该选择也可以包括激活具有所选择的参数组的系统。
[0009] 这具有如下优点，即，操作人员不必直接设置参数组的技术参数，其由于系统的复 杂性通常对得到的图像信息具有难以预见的影响。也就是替代直接的设置，操作人员根据 所示的特性间接地通过选择预先选择的参数组来设置技术参数。因为对于不同的参数组， 相应的特性或多个特性通常呈现不同的表现（Ausp也gung )、由此根据特性的被操作人员 所期望的表现以简单的方式，也就是无需特殊的技术知识，在考虑所有预先选择的参数组 的条件下可以通过操作人员选择优选的参数组。也就是，操作人员直接设置期望的结果并 且仅间接地设置系统的特殊特性。而通常，流程刚好相反，通常间接地通过直接设置系统的 特殊特性而试图设置期望的结果。然而，与参数组本身相比，结果是能够明显更简单地掌握 并理解的，以及在其特征方面能够更精确地熟知的。由此，较少培训的或较少经验的操作人 员也可以以简单的方式目标可靠地设置最优的采集序列。由此实现医学成像系统的简化操 作和简化运行。此外，可以更快速地进行系统的设置。
[0010] 在一种优选的实施方式中，用于各自的预先选择的参数组的特性包括如下临床参 数中的一个或多个:采集序列的持续时间；与采集序列对应的、对于预定患者的特殊吸收 率;与采集序列对应的图像信息的分辨率和与采集序列对应的图像信息的对比度或对比度 比率（Kcmtrastverhlltnis )。:图像信息的分辨率以及对比度或对比度比率在此也可以涉及 可由图像信息产生的图像并且由此包括其分辨率以及其对比度或对比度比率。特性包括与 采集序列对应的、对于预定患者的特殊吸收率，由此同时也可以向操作人员提供关于由该 特殊吸收率得到的、对于采集序列或对于对应的图像信息的限制的信息。特性的部分也可 以是另外的临床参数，也就是如下参量:其涉及检查或采集序列的结果，特别是不涉及或不 直接涉及执行和/或配置采集序列的方式。这具有如下优点，即，对于根据图像信息执行的 诊断来说重要的可实现的信息或结果被使用来选择用于成像系统的参数。由此在操作人员 方面的前提条件仅是少量技术基本知识。能够特别简单地运行系统。
[0011] 在另外的实施方式中，自动的预先选择涉及具有恰好一个参数的恰好一个参数 组，并且边界条件相应于该一个参数。由此在本方法的范围内可以实现用于该一个参数的 一种预览功能(Vorschau-Funktion)。通过如下，即，边界条件与该一个参数相应并且由此 可以直接通过边界条件来选择可视地显示的特性，操作人员可以看见该一个参数对特性的 影响。这具有如下优点，即，即使在有针对性地设置特殊技术参数的情况下操作人员也具有 该设置对检查的结果或对检查的可视印象。
[0012] 在另外的优选的实施方式中，在自动的预先选择之前执行样本采集序列并且在自 动的预先选择时考虑由样本采集序列获得的信息。特别地，所获得的信息可以涉及预定患 者的解剖特征和/或预定患者的方位，也就是位置和/或取向。这具有如下优点，即，预先选 择的参数组对于各自的单独的患者是最优的并且不需要或仅很小程度地需要通过操作人 员来细微调整或再调整。
[0013] 在特别优选的实施方式中，与采集序列对应的图像信息的各自的特性的可视地显 示包括各自的预定的参考图像的显示。参考图像在此可以存储在数据库中并且代表各自的 特性的表现，如其在使用相应的参数组的情况下所预计的那样。由此可以由参考图像明显 看出对应的参数组对特性的表现的影响。这具有如下优点，即，选择参数组中的一个是特别 简单的并且该选择的预计结果对于操作人员特别容易理解。
[0014] 在此特别地可以设置，基于样本采集序列产生预定的参考图像。这具有如下优点， 即，对于操作人员能够特别良好地掌握各个预先选择的参数组对图像信息的效果，因为显 示涉及具体的情况。由此进一步简化选择。
[0015] 在此可以使用算法或数据库，通过其可以确定，利用哪个参数组可以实现哪种期 望的结果或特性的表现。由算法或数据库例如可以得知，在预定的边界件下，也就是利用哪 个参数组，诸如重复时间（repetition time，TR)、回波时间（echo time，TE)、视野（field-〇f-vieW，F0V)、翻转角(flip angle)等，利用哪个采集序列能够实现哪个对比度比率。算法 也可以考虑预定患者的身高、体重和另外的解剖特征以及预定患者的方位。
[0016] 在另外的实施方式中，提供关于在图像信息中的伪影的信息，所述伪影在预先选 择的和/或选择的参数组中以预定的概率出现。这具有如下优点，即，操作人员能够从一开 始就估计待预计的可靠性以及相应的如下概率，即，尽管良好选择了参数组，但仍需要另外 的采集序列。这有助于成像系统的运行的进一步简化。
[0017] 在另外的实施方式中，输出关于在预先选择的和/或选择的参数组中对于采集序 列所需的线圈的类型或特征的信息，和/或关于该线圈相对于预定患者的定位的信息。线圈 在此可以是成像系统的部件或可以与该成像系统耦合。这具有如下优点，即，也可以建议以 具体的线圈或线圈的具体位置为前提的参数组，并且同时操作人员不需要关于线圈或相关 采集序列的进一步知识。由此在保持操作简单的情况下提高了所要考虑的参数组和相应的 采集序列的数量。
[0018] 本发明还包括一种用于医学成像系统或设备，特别是用于磁共振断层成像系统或 设备的操作装置，具有接口、分析单元、显示单元和用户界面。在此，接口用于基于一个或多 个采集序列，选择用于产生图像信息的边界条件。借助分析单元，依据所选择的边界条件可 以自动地预先选择用于至少一个采集序列的一个参数组或多个参数组。借助显示单元可以 对于多个预先选择的参数组或对于一个预先选择的参数组分别可视地显示采集序列或与 采集序列对应的图像信息的至少一个特性。用户界面用于在考虑所示的特性的条件下选择 预先选择的参数组或预先选择的参数组中的一个。
[0019] 本发明还涉及一种具有这样的操作装置的医学成像系统，特别是磁共振断层成像 系统。
[0020] 操作装置和成像系统的优点和优选的实施在此相应于方法的优点和优选的实施 方式。
[0021] 所有在说明书中提到的特征和特征组合以及下面在【附图说明】中提到的和/或仅在 附图中示出的特征和特征组合不仅可以按照各个给出的组合应用，而且也可以按照另外的 组合应用或也可以单独地应用，而不脱离本发明的范围。由此，本发明的实施可以视为包括 和公开了，在附图中未明确示出和解释，但通过从解释的实施中分离的特征组合可以得知 和产生的实施。
【附图说明】
[0022] 下面结合示意性的附图对本发明的实施例作进一步说明。附图中：
[0023] 图1示出了按照本发明的示例性的实施方式的一系列预先选择的参数组的特性的 可视地显示，和
[0024]图2示出了本发明的另外的示例性的实施方式的流程图。
【具体实施方式】
[0025]在图1中按照矩阵类型布置了多个参考图像1。在第一区域2中在此并排布置多个 (在此五个)参考图像1，其代表第一特性(Charakteristik)3、在此是可实现的分辨率r的不 同表现（Auspiiigung )。通过选择各个参考图像1中的一个由此选择对应的参数组，其预计 地，也就是根据所有经验或按照存储的数据，导致第一特性3的由所选择的参考图像1所代 表的表现。通过触摸敏感的显示屏进行可视地显示，由此例如可以通过轻敲期望的参考图 像1进行选择。该选择在所示的示例中通过第一框架4来象征。
[0026]可视地显示还包括在第二区域中的多个参考图像1。在该区域中参考图像1并排 地和上下地按照矩阵的类型，在此为5X5矩阵，来布置。参考图像1相应地同时分别显示两 个特性3\3〃的表现，在此是时间t作为第二特性3'并且对比度c作为第三特性3〃。矩阵的维 度在此相应于各个特性3\3〃的表现。在此在所示的示图中在水平的x方向上实现的对比度 c增加，在负向的y方向上对于采集序列所需的持续时间增加。操作人员由此获得关于采集 序列的预计可实现的结果的概况并且仅需要选择在其上能够最好地看出期望的对于诊断 重要的信息的参考图像1。
[0027] 被操作的成像系统的具体配置由此通过分别与所选择的参考图像1相关联的参数 组进行。在此也如下地辨认当前选择的参数组，即，第二框架V围绕对应的参考图像1，该参 考图像代表所示的特性3\3〃的预计表现，也就是对比度和采集序列的持续时间。在所示的 示例中由此通过选择分别为在第一区域2中和在第二区域2'中的两个参数图像1，确定采集 序列。在此可以将在各自的区域2、2'中的参考图像与在分别另外的区域2\2中已经进行的 选择相匹配。例如可以按照在第一区域2中的选择来增大或减小在第二区域2'中的参考图 像1的分辨率。
[0028] 也就是在用于运行医学成像系统的方法的示例性的实施方式中，操作人员可以首 先通过选择具体的检查协议，基于一个或多个采集序列确定用于产生图像信息和由此的图 像的边界条件。通过选择5(图2)该边界条件可以，例如对于随后使用的参数组，设置标准参 数值。由此，检查协议例如可以设置利用两个采集序列的髋部检查，例如T1矢状的和ro脂肪 饱和的冠状的采集序列。例如在执行样本采集序列之后可以进行初始化设置。例如可以确 定患者的位置和/或方位以及待检查的图像区域(视野，F0V)。也可以确定用于覆盖患者的 待检查的区域的层的数量。同样可以进行另外的设置，例如辐射功率（射频（Radio Frequency，RF)功率)或高频(HF)发送功率的限制，用于遵守对于患者的规定的特殊吸收 率，和另外的预先设置。
[0029] 对于自动地预先选择6(图2)用于至少一个采集序列的多个参数组，成像系统例如 可以使用算法数据库，以便在给出的边界条件下，也就是对于要求的或选择的检查协议，确 定具有所属的参数的最优的参数组。属于该参数的例如是重复时间(TR)、回波时间（TE)、层 的数量(number of slices)、翻转角（flip angle)等。该不同的参数组如附图中所示的那 样被显示为操作人员的选择可能性。由此例如可以对于肥胖的患者建议具有较低分辨率的 短的扫描时间或者具有较高分辨率的较长的扫描时间。另外的选项也是可能的，例如在另 外的对比度比率的情况下选择具有高分辨率的短的扫描时间的方案。操作人员由此不必忙 于技术细节，而是可以根据期望的结果在预先选择的参数组中做出参数选择。
[0030]图2示出了本发明的示例性的实施方式的流程图。第一步骤在此是，基于采集序 列，选择5用于产生图像信息的边界条件，例如对于一系列参数具有预定的标准值的检查协 议。操作人员可以通过例如实施为检查协议的边界条件，例如预先给定采集序列的最大持 续时间（扫描时间）。然后第二步骤在此是，通过成像系统依据事先选择的边界条件自动地 预先选择6用于一个采集序列的多个参数组。也就是仅预先选择这样的参数组，其预计导致 低于预定最大持续时间的扫描时间。预先选择的参数组在该示例中仅包括所有对于采集序 列所需的参数的一部分，剩余的参数通过标准值来规定。第三步骤在此是，可视地显示7在 该情况下与采集序列对应的图像信息或采集序列的多个特性3(图1)，如图1所示的那样。在 此在所示的示例中然后分别向操作人员可视地显示对于采集序列的参数的不同方案，以及 相应的不同的预计结果，其满足所有预定的边界条件。最后，最后的步骤在此是，在考虑所 示的特性3的条件下，选择8预先选择的参数组中的一个。也就是，操作人员知道，所有预先 选择的参数组满足期望的条件并且可以无需特别的技术知识就能选择最好的预计的结果。
[0031]在本方法的另外的未示出的示例性的实施方式中，仅自动地预先选择仅包含一个 参数的参数组。在此，待选择的边界条件相应于该一个参数。通过这种方式可以产生预览图 像，其示出了一个参数对图像信息或采集序列的预计影响。所显示的预览图像在此可以基 于事先提高的患者数据或基于参考图像。
[0032]仅影响分辨率的参数的影响可以简单地通过通常的图像处理方法来仿真。例如可 以通过去除在傅里空间中的大的傅里叶因数来减小图像信息的分辨率。
[0033] 如果参数对检查结果或检查的影响取决于成像的组织类型的特殊特征，例如取决 于特殊弛豫时间，则可以另外的方式对影响进行仿真。第一步骤在此是，将图像数据分割为 对于不同组织类型的区划(Kompartiment)。这一般在检查的范围内或者已经进行或者可以 自动地通过相应的算法执行。
[0034] 可以给每个区划分配相应于各个对应组织的特征，例如质子密度或弛豫时间，如 T1或T2。可以对于不同的组织类型计算参数的影响，方法是，考虑所分配的特征。
[0035] 例如可以对于自旋回波采集序列，对于组织类型计算参数：回波时间TC或重复时 间TR对图像信号的影响，其中因数5 = 0*[1-6邱(41?/1'1)]和邱(-1￡八2)。在此，0是质子密 度并且T1和T2是对于各个组织类型的各自的弛豫时间。像素的强度或亮度由此可以按照各 自的区划与改变的参数相匹配，方法是，强度与因数S相乘。对于更复杂的采集序列和对强 度和对比度特性进行仿真的相应的可能性在此参见C〇 n s t a b 1 e等人在"Ma gn e t i c Resonance im Medicine"（1992)28:9-24中的文章"The loss of small objects in variable TE imaging: implications for FSE,RARE,and EPI"。替换地在此可以米用布洛 赫仿真(Bloch-Simulation)或基于阶段曲线的方案。
【主权项】
1. 一种用于运行医学成像系统、特别是磁共振断层成像系统的方法，具有以下步骤： -基于一个或多个采集序列，选择(5)用于产生图像信息的边界条件； -通过成像系统，依据所选择的边界条件，自动预先选择(6)用于至少一个采集序列的 一个或多个参数组； -分别对于一个预先选择的参数组或多个预先选择的参数组，可视地显示(7)采集序列 的或与采集序列对应的图像信息的至少一个特性(3,3'，3〃）； -在考虑所示的特性(3,3'，3〃）的条件下，选择(8)预先选择的参数组或预先选择的参 数组中的一个。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，用于各自的预先选择的参数组的特性(3， 3'，3〃）包括如下临床参数中的一个或多个： _米集序列的持续时间， -与采集序列对应的、对于预定患者的特殊吸收率， -与采集序列对应的图像信息的分辨率(r)，和 -与采集序列对应的图像信息的对比度(c)。3. 根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，自动预先选择(6)涉及具有恰 好一个参数的恰好一个参数组，并且边界条件相应于该一个参数。4. 根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在自动预先选择(6)之前执行 样本采集序列并且在自动预先选择(6)时考虑由样本采集序列获得的信息、特别是预定患 者的解剖特征和/或预定患者的方位。5. 根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，与采集序列对应的图像信息 的各自的特性(3,3'，3〃）的可视显示(7)包括各自的预定的参考图像(1)的显示。6. 根据权利要求4和5所述的方法，其特征在于，基于样本采集序列产生预定的参考图 像⑴。7. 根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，提供关于伪影的信息，该伪影 在预先选择的和/或选择的参数组的情况下以预定的概率出现。8. 根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，输出关于在预先选择的和/或 选择的参数组中所需的线圈的类型或特征的信息，和/或关于在预先选择的和/或选择的参 数组中所需的线圈相对于预定患者的定位的信息。9. 一种用于医学成像系统、特别是用于磁共振断层成像系统的操作装置，具有 -接口，用于基于一个或多个采集序列，选择(5)用于产生图像信息的边界条件； -分析单元，借助其依据所选择的边界条件能够自动地预先选择用于至少一个采集序 列的多个参数组； -显示单元，借助其能够对于预先选择的参数组分别可视地显示采集序列的或与采集 序列对应的图像信息的至少一个特性(3,3'，3〃）； -用户界面，借助其在考虑所示的特性(3,3'，3〃）的条件下选择预先选择的参数组中的 一个。10. -种具有按照权利要求9的操作装置的医学成像系统，特别是磁共振断层成像系 统。
【文档编号】G06T7/00GK105894495SQ201610085542
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年2月15日
【发明人】S.海德, M.尼特卡, M.泽勒
【申请人】西门子公司